Пространственное моделирование и проектирование на ПК: Программа профессионального обучения для учащихся 10-11 классов общеобразовательной школы

Департамент Образования города Москвы Северо-Западное окружное Управление образования Окружной методический центр Окружной ресурсный центр информационных технологий

ПРОГРАММА Профессионального обучения для учащихся 10 – 11 классов общеобразовательной школы профиль: «Информатика и информационные технологии. (Пространственное моделирование и проектирование на ПК.)»

Разработчики: Третьяк Т.М., Фарафонов А.А.

Москва 2004

Пояснительная записка

Настоящая программа рассчитана на начальное профессиональное обучение учащихся 10 – 11 классов по курсу «Пространственное моделирование и проектирование на ПК». Двухгодичная программа рассчитана на 72 часа (36 часов в год по 1часу в неделю). Программа разработана на основе «Обязательного минимума содержания среднего (полного) общего образования РФ» и с учетом Рекомендаций по составлению учебных программ по информатике, разработанных рабочей группой Международной федерации по обработке информации (IFIP) под эгидой ЮНЕСКО. Программа

обучения

рассчитана

на

определенный

уровень

подготовки

учащихся: • базовые знания по информатике; • владение основными приемами работы в операционной среде Microsoft Windows; • владение пакетом Microsoft Office. Целью программы является приобщение учащихся к графической культуре — совокупности достижений человечества в области освоения и применения ручных и машинных способов передачи графической информации. Формирование у учащихся целостного представления пространственного моделирования и проектирования объектов на компьютере, умения выполнять геометрические построения на компьютере. Создание собственных моделей. Развитие образного пространственного мышления учащихся. Основные задачи программы: ™ Систематизировать подходы к изучению предмета; ™ Сформировать у учащихся единую систему понятий, связанных с созданием трехмерных и плоскостных моделей объектов; ™ Показать основные приемы эффективного использования систем автоматизированного проектирования;•Сформировать логические связи с другими предметами (геометрией, черчением, информатикой) входящими в курс среднего образования; ™ Дать учащимся знания основ метода прямоугольных проекций и построения аксонометрических изображений с помощью программы КОМПАС-3D; ™ Дать понятие математического описания геометрического объекта; 2

™ Ознакомить с важнейшими правилами выполнения чертежей, условными изображениями и обозначениями, установленными государственными стандартами, библиотеками КОМПАС-3D; ™ Научить анализировать форму и конструкцию предметов и их графические изображения, понимать условности чертежа читать и выполнять эскизы и чертежи деталей; ™ Познакомить с методами и способами хранения графической информации с помощью компьютера, дать понятия графических примитивов, алгоритма построения геометрических объектов; ™ Научить

самостоятельно

работать

с

учебными

и

справочными

пособиями. ™ Изучить порядок использования ГОСТов ЕСКД и правила оформления графической (чертежи) и текстовой (спецификации) документации. Получение начальных навыков профессиональной деятельности по профессиям чертежник, чертежник-конструктор; Работа с графической информацией стала отдельной специальностью, остро

востребованной

на

рынке

труда.

Курс

«Пространственное

моделирование и проектирование на ПК» включает в себя элементы общей информатики, элементы черчения, геометрии и математического описания элементарных геометрических объектов. Работа по предложенной программе требует соответствующего оборудования (дисплейный класс с профессиональными ПК, принтер) и программного обеспечения КОМПАС-3D LT 5.11. Учащиеся приобретают знания и умения работы на современных профессиональных ПК

и программных средствах,

включая графические

редакторы КОМПАС-3D LT, ArCon. В процессе прохождения курсов учащимся 11 класса целесообразно знакомится с использованием компьютера на производстве (конструкторское бюро, конвейер, цеха металлообработки, сборки и другие) для разработки и изготовления чертежей и другой конструкторской документацией, объемных (3D) моделей деталей и сборок промышленных изделий. Итогом работы учащихся должны (могут) быть реферат по теме занятия, подготовленный на ПК; разработанные объемные модели или чертежи деталей, полученных с производства или изучаемых на уроках труда 3

и домоводства; чертежно-конструкторский проект по теме «Деталировка сборочного изделия» (проводимый всеми учащимися группы). Целесообразно проводить профориентационное тестирование учащихся на ПК для оценки качества полученных знаний для указанных выше профессий по настоящей программе. Структура курса «Пространственное моделирование и проектирование на ПК» состоит из двух блоков, изучаемых в 10—11 классах. Содержание первого блока направлено на систематизацию представлений о форме предметов, выработку умений анализировать форму и графически отображать ее методами проецирования, а также умения читать различные изображения. В данном блоке изучаются машинные способы моделирования объектов на плоскости. Методы построения примитивов, используемых для выполнения проекций и их редактирования.

Содержание

второго

блока

на

изучение

способов

создания

моделей

изображений объемных тел, изменения их положения относительно наблюдателя. Предусматривает

формирование

понятия

математической

модели

геометрического объекта, развитие умений анализировать форму моделей (деталей), выполнять и читать несложные рабочие чертежи, содержащие виды, разрезы, сечения, а также изучение возможностей системы КОМПАС-3D LT по выполнению технической документации на несложные изделия (детали). Часть материала предлагается в виде теоретических занятий. Текущий контроль усвоения материала должен осуществляться путем устного / письменного опроса или практических заданий. Периодически знания и умения по пройденным темам проверяются письменными контрольными работами, выполнением тестовых заданий и графических работ. Итоговая аттестация учащихся проходит в форме защиты выпускной проектной работы. По окончании обучения по данной образовательной программе, учащиеся должны уметь создавать компьютерные чертежи моделей в трех проекциях, пространственные модели деталей, выполнять редактирование объектов. На учебных и практических занятиях обращается внимание учащихся на соблюдение

требований

безопасности

труда,

пожарной

безопасности,

производственной санитарии и личной гигиены. 4

Основные знания и умения Учащиеся должны знать: ™ Основные правила и инструкции по охране труда и пожарной безопасности при работе с ПК; ™ Основные понятия компьютерной графики. ™ Способы визуализации изображений (векторный и растровый). ™ Математические основы компьютерной графики. ™ Основные принципы моделирования на плоскости; ™ Основы трехмерного моделирования и проектирования ™ Основные средства для работы с графической информацией. ™ Порядок использования ГОСТов ЕСКД и правила оформления графической (чертежи) и текстовой (спецификации) документации.

Учащиеся должны уметь: Выполнять построение геометрических примитивов Выполнять установку Локальные и Глобальные привязок Производить построение геометрических объектов по сетке Использовать различные способы построения сопряжений в чертежах деталей в программе КОМПАС-3D LT 5.11 ™ Выполнять построение трехмерных моделей многогранников ™ Выполнять трехмерное моделирование тел вращения в программе КОМПАС-3D LT 5.11.

™ ™ ™ ™

5

Учебно-тематический план

Разделы и темы

Количество часов

Количество часов

№ п.п. 10 класс 1.

1.1 1.2 2.

2.1

2.2

2.3 3

3.1

Раздел

Введение. Основные понятия компьютерной графики.

Тема

2

2 4

4

2

Алгоритм вывода эллипса. Геометрический алгоритм для кривой Безье. Векторные изображения и их основные характеристики

2

Контрольная работа

1

Назначение графического редактора КОМПАС3D LT Запуск программы. Основные элементы рабочего окна программы КОМПАС-3D LT.Знакомство с основными панелями КОМПАС3D LT. Информация строки состояния объектов. Изменение размера изображения. Выбор формата чертежа и основной надписи

2

2

Координатный метод. Алгоритмы вывода прямой линии. Алгоритм вывода окружности.

Практика

4

4

Компьютерные видеосистемы. Способы визуализации изображений (векторный и растровый).Инструктаж по охране труда и по пожарной безопасности. Представление и обработка графической информации в компьютере. Математические основы компьютерной графики.

Моделирование на плоскости.

Теория

2

2 1

20

4

2

2

4

1

3

3.2

Построение геометрических примитивов. Изучение системы координат. Команды ввода многоугольника и прямоугольника. Команда ввода окружности.

3.3

Понятие привязок. Конструирование объектов. Локальные привязки. Глобальные привязки. Редактирование объектов.

4

Контрольное тестирование

1

1

Построение геометрических объектов по сетке. Алгоритм построения прямоугольника по сетке.

2

2

4

4

3.4

3.5

Построение сопряжений в чертежах деталей. Основные понятия сопряжений. Построение сопряжений в чертежах деталей в программе

1

3

6

КОМПАС-3D LT 5.11 3.6

4.0

Проектная работа Контрольная работа Всего 11 класс Трехмерное моделирование

4 2 36

12

4 2 14

36

4.1

Введение. Основы трехмерного моделирования и проектирования.

4

2

2

4.2

Изучение основных элементов КОМПАС-3D LT при трехмерном моделировании.

4

2

2

4.3

Построение трехмерных моделей многогранников

2

1

1

4.3.1

4.3.2

Построение 3-х мерной модель куба. 3-х мерные модели правильной и неправильной 4-хгранной пирамид. Построение трехмерной модели 3-х гранной призмы. Построение трехмерной модели 3-х гранной пирамиды Трехмерное моделирование тел вращения в программе КОМПАС-3D LT 5.11.

4.4.2

4.5 4.5.1 4.5.2

2

2

2

2

4.4

4.4.1

2

Построение трехмерных моделей тел вращения по основанию. 3-х мерная модель цилиндра. 3-х мерная модель конуса. Построение трехмерных моделей тел вращения по образующей линии. Контрольная работа Моделирование сложного геометрического объекта Операции программы КОМПАС-3D LT «приклеить выдавливанием», «вырезать выдавливанием». Построение трехмерной модели сложного геометрического объекта Выполнение проекта Всего

1

2

2

2

2

2

1

1

4

2

2

4

1

2

3 2

2 36

1

10

2 16

7

Список литературы и сайтов. 1. И.Г. Семакин, Т.Ю. Шеина Преподавание базового курса информатики в средней школе. Методическое пособие. - М.: Лаборатория базовых знаний, 2000496с. 2. Информатика : Кн.для учителя: Метод. Рекомендации к учеб. 10-11кл/А.Г. Гейн, Н.А. Юнерман.- М.: Просвещение, 2001- 207 с. 3. В. А. Бубнов Г.С. Толстова, О.Е. Клемешева Информационные технологии на уроках алгебры. - М.: Информатика и образование, № 5 2000г. 6. Автоматизация инженерно-графических работ / Г. Красильникова, В. Самсонов, С. Тарелкин - СПб: Издательство «Питер», 2000.- 256с. 7.Повышение эффективности и качества преподавания черчения: Пособие для учителей - Сб. статей / сост. Ботвинников А. Д.- Москва, Просвещение - 1969г. 8. Богуславский А.А. Программно-методический комплекс № 6. Школьная система автоматизированного

проектирования.

Пособие

для

учителя

//

Москва,

КУДИЦ,1995г. 9. Третьяк Т.М «Компьютерные технологии на уроках черчения» // тезисы седьмой Международной конференции «Информационные технологии в образовании»3- 6 ноября 1998г. Москва. 10. Третьяк Т.М «Роль информатизации предметов математического цикла в средней школе».//Ломоносовские чтения-99, 21-23 апреля 1999, г. Москва. 12. А. Потемкин Инженерная графика. Просто и доступно. Издательство «Лори», 2000г. Москва. - 491с. 13. Потемкин А. Трехмерное твердотельное моделирование. - М.: Компьютер Пресс, 2002-296с.ил 14.

Программы

общеобразовательных

учреждений

«Технология.

Трудовое

обучение 1-4 классы, 5-11 классы» - М.: «ПРОСВЕЩЕНИЕ», 2000 г., 240 с. 15. Программы общеобразовательных учреждений «Черчение» - М.: «ПРОСВЕЩЕНИЕ», 2000 г., 75с. 16. Программы общеобразовательных учреждений «Информатика» - М.: «ПРОСВЕЩЕНИЕ», 2000 г., 104с. 14. http://www.bitpro.ru/ITO/2001/ito/II/1/II-1-9.html 15. http://kompas-edu.ru. Методические материалы размещены на сайте «КОМПАС в образовании» 16. http://www.ascon.ru. Сайт фирмы АСКОН.

8

18. http://head.informika.ru/text/inftech/edu/kompas/ - Методические материалы по САПР КОМПАС-Школьник, Богуславский А.А., Коломенский педагогический институт 19.http://lab18.ipu.rssi.ru/labconf/title.asp - Материалы конференции и выставки «Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта. CAD/CAM/PDM2001».

9